27個維度！科學家發明直接測量量子態的新方法，這對量子科技意味著什麼？|2024 量子計算 小葫蘆的宇宙頻道

The Universe Channel of the Imperial Calabash
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18 次觀看·2024年1月31日

量子计算机是一种利用量子力学原理进行信息处理的计算机。它与传统的经典计算机有很大的不同。经典计算机使用二进制（0和1）来存储和处理信息，每个二进制位（或称“比特”）只能处于0或1的状态。而量子计算机使用量子比特（或称“量子位”）来存储和处理信息，每个量子比特可以同时处于0和1的叠加状态，也可以与其他量子比特产生纠缠，即两个或多个量子比特的状态相互关联。

在《自然-通讯》杂志上详述的一项研究中，来自罗切斯特大学和格拉斯哥大学的研究人员直接测量了光子的 27 维量子态。这些维度是数学维度，而不是空间维度，每个维度都是一个存储信息的数字。要理解 27 维量子态，可以想想用二维描述的一条线。一条线在 X 和 Y 坐标上有一个方向–比如说，向左 3 英寸，向上 4 英寸。量子态有 27 个这样的坐标。

"现任维也纳大学博士后研究员的马利克说：“我们选择 27 个字母，是想说明字母表中有 26 个字母，再加上一个字母。这意味着每个量子比特（或称 “量子位”）可以存储一个字母，而不是简单的 1 或 0。”

由马利克和罗切斯特大学光学与物理学教授罗伯特-博伊德领导的研究小组能够直接看到光子的状态。他们测量了光子的轨道角动量，即光粒子在太空中传播时的 "扭曲 "程度。